结合转化生长因子β1的肝素化胶原／壳聚糖支架复合脂肪干细胞修复兔关节软骨缺损料

背景：通过制备肝素化胶原,壳聚糖支架来提高与转化生长因子β1的结合率,将脂肪干细胞种植于该支架材料上后直接种植于体内,可避免体外诱导过程,缩短组织工程构建的时间。 目的：探索结合有转化生长因子β1的肝索化胶原／壳聚糖支架与脂肪干细胞复合修复兔软骨缺损的可行性。 设计、时间及地点：软骨组织工程体外和体内实验相结合的研究,于2007—09／2008—07在南京大学生命科学院和解放军南京军区南京总医院动物试验中心完成。 材料：分离培养兔脂肪间充质干细胞,行体外扩增培养至第3代,达到一定数量后接种于结合有转化生长因子β1的肝素化胶原,壳聚糖支架上得到细胞支架复合物。 方法：取30只新西兰大白兔制备兔膝全层软骨缺损模型。随机选取一侧植入细胞支架复合物（实验组）,其中15只另一侧植入结合有转化生长因子β1的肝素化胶原／壳聚糖支架（单纯支架组）,余15只另一侧不做任何处理,作为空白对照。 主要观察指标：于12周取材,从大体和组织学方面观察软骨修复情况。 结果：实验组缺损区大部分被修复,缺损区被软骨组织充填,组织学检查提示形成典型的透明样软骨结构。而单纯支架组多不完全充填,其本为纤维组织状物覆盖,组织学检查未见明显软骨修复。空白对照组无明显修复。 结论：结合有转化生长因子β1的肝素化胶原／壳聚糖支架与脂肪干细胞复合能较好修复软骨缺损。     

人转化生长因子β1基因转染骨髓基质干细胞复合藻酸钙修复骨软骨缺损

目的:拟利用人转化生长因子β 1基因转染骨髓基质干细胞,再与可降解藻酸钙材料复合构建具有较好生物学活性的组织工程化人工骨软骨,以期获得良好的软骨间整合.方法:雄性12个月龄的崇明山羊18只.由上海交通大学附属第九人民医院动物实验中心提供.携带人转化生长因子β 1基因的重组腺病毒由上海交通大学附属第九人民医院骨科研究室提供.制备藻酸钙凝胶的氯化钙、藻酸钠为Gibco公司产品.从羊髂嵴抽取8 mL骨髓,贴壁法分离培养骨髓基质干细胞,传至第3代以携带人转化生长因子β 1基因的重组腺病毒转染过夜.18只山羊均于双膝股骨内髁负重区建立骨软骨缺损模型,造模后分为3组,6只,组:转染细胞-藻酸钙组将转染人转化生长因子β 1基因的骨髓基质干细胞悬于1.2%藻酸钠中,调整细胞密度为5×1010L-1,吸取5 mL注入骨软骨缺损处,随后缓慢滴入过量的2.5%氯化钙,使氯化钙与藻酸钠发生交联反应形成藻酸钙凝胶.复合对照组同法注入未转染人转化生长因子β 1基凼的骨髓基质干细胞-藻酸钙凝胶,模型组不给予任何干预.转染后Western blot法检测细胞外源基因的表达.移植后组织形态学检查及缺损评分.结果:人转化生长因子β 1基因转染后,骨髓基质干细胞表达人转化生长因子β 1,并分泌细胞外基质Ⅱ型胶原及Aggrecan.移植后24周,转染细胞-藻酸钙组缺损获得类透明样软骨修复,复合对照组及模型组均为纤维组织或纤维样软骨修复.与模型组比较,移植后第12,24周复合对照组、转染细胞.藻酸钙组骨软骨缺损组织形态学评分均明显升高(P<0.05),且转染细胞-藻酸钙组升高幅度显著大于复合对照组(P<0.05);转染细胞.藻酸钙组缺损评分随着修复时间的延长而明显升高(P<0.05).结论:实验成功将组织工程学与分子生物学有机结合,经基因修饰的骨髓基质干细胞可使人转化生长因子β1持续高效发挥作用,并逐步转化为成熟的软骨细胞且分泌软骨基质,与藻酸钙复合修复骨软骨缺损效果满意.     

兔骨髓间充质干细胞/壳聚糖-胶原支架复合体构建软骨组织工程支架

背景:软骨组织工程的核心是利用少量的细胞经体外培养、扩增后,在一定环境下附着在三维多孔支架上,再将细胞/支架复合体移植到体内形成新的组织.目的:拟构建兔骨髓间充质干细胞/壳聚糖-胶原支架复合体,探讨该支架作为软骨组织工程支架的可行性.设计、时间及地点:细胞-支架学体外观察,于2008-03/2009-02在武警医学院生物化学教研室完成.材料:日本大耳白兔6只用于分离培养骨髓间充质干细胞.医用壳聚糖粉末为山东奥康生物科技有限公司产品.Ⅰ型胶原为Sigma公司产品.方法:取3%的壳聚糖和2%的胶原混合的醋酸溶液,倒入72孔板内,-20℃预冷冻10 h,冻干机冷冻抽干24 h制作成壳聚糖-胶原支架.取第3代兔骨髓间充质干细胞,以1×109L-1密度接种于支架内,构建细胞/支架复合体.主要观察指标:傅里叶红外光谱、扫描电镜、液体置换法测定支架的理化性质,观察三维培养后细胞在支架上的生长情况.结果:壳聚糖-胶原支架孔径为160～380 μm,平均为270 μm,孔相通性好,支架孔隙率为(86.00±5.12)%.傅里叶红外光谱仪测定数据表明复合支架组成物有典型的壳聚糖、胶原峰,未发现有聚乙二醇峰.细胞/支架共培养24,48,72 h后,骨髓间充质干细胞可渗入支架多孔结构内,并黏附在支架上成簇生长,部分细胞已与支架融合.结论:壳聚糖-胶原支架基本符合软骨组织工程支架要求,能够作为种子细胞的承载体.     

免软骨基质支架与脂肪干细胞的生物相容性

背景:软骨基质主要为II型胶原和葡萄糖胺聚糖,它是软骨细胞分化和发育的先天环境,能促进干细胞向软骨细胞分化.目的:观察兔软骨基质支架与同种异体脂肪干细胞在体外的生物相容性.设计、时间及地点:观察实验.于2007-12/2008-05在遵义医学院珠海校区中心实验室完成.材料:取兔新鲜耳郭软骨组织在蛋白酶抑制剂苯甲基磺酰氟的保护下利用低渗透压和Triton X-100脱去细胞成分制备软骨基质.脂肪干细胞由新西兰大白兔颈部脂肪组织经剪碎、I型胶原酶消化并离心后获得.方法:将2×107L-1的脂肪干细胞悬液0.2mL滴在软骨基质支架表面,置于37℃、体积分数为0.05CO2饱和湿度的培养箱中静置4 h后加入含体积分数为0.1胎牛血清的DMEM培养液培养.主要观察指标:采用倒置相差显微镜、扫描电镜观察细胞在支架上的黏附、生长及增殖情况,同时计算细胞黏附率,并采用二甲氧唑黄比色法榆测细胞增殖趋势.结果:扫描电镜和倒置显微镜观察到脂肪干细胞在软骨基质支架上黏附和变形,其黏附率为93.7%;苏木精～伊红染色见细胞向支架深层生长:二甲氧唑黄比色法测定细胞生长曲线表明细胞在支架上有增殖的趋势.结论:兔软骨脱细胞基质与同种异体脂肪干细胞在体外具有良好的生物相容性.     

自体脂肪间充质干细胞复合人脐带Wharton胶支架修复兔膝关节软骨缺损

背景:脐带Wharton胶富含透明质酸,糖胺多糖及胶原等,成分与天然软骨细胞外基质类似,因此由人脐带提取的Wharton胶很可能是一种较为理想的软骨组织工程支架材料。目的:评价自体脂肪间充质干细胞复合人脐带Wharton胶支架修复兔膝关节软骨缺损的效果。方法:将终浓度为1010L-1、成软骨方向诱导后的兔自体脂肪间充质干细胞与人脐带Wharton胶支架复合,继续培养1周构建组织工程软骨,对兔膝关节全层软骨缺损进行修复(实验组),并与单纯支架修复的对照组及空白组进行比较。术后3个月对修复组织行大体观察、组织学检测、糖胺多糖、总胶原定量检测及生物力学测定。结果与结论:实验组的缺损多为透明软骨修复,对照组以纤维组织修复为主,空白组无明显组织修复。提示脂肪间充质干细胞作为软骨组织工程种子细胞具有可行性;实验构建的组织工程软骨能有效的修复关节软骨缺损,人脐带Wharton胶可作为软骨组织工程良好的支架材料。     

多孔丝素蛋白/羟基磷灰石复合脂肪间充质干细胞修复兔关节软骨及软骨下骨缺损

背景:丝素蛋白/羟基磷灰石是细胞立体培养的良好支架,是临床常用的骨缺损修复材料,具有良好的生物相容性.脂肪干细胞具有向骨及软骨细胞分化的潜能,适合骨软骨缺损修复.目的:观察转化生长因子β1和胰岛素样生长因子1联合成软骨诱导脂肪干细胞与丝素蛋白/羟基磷灰石复合后修复兔关节软骨及软骨下骨缺损的效果.方法:取新西兰大白兔56只,2只用于传代培养脂肪间充质干细胞,以3×109 L-1浓度接种到丝素蛋白/羟基磷灰石.其余54只新西兰大白兔,在股骨髁间制备软骨缺损模型,随机分为细胞复合材料组、单纯材料组和空白对照组,细胞复合材料组植入复合脂肪间充质干细胞的丝素蛋白/羟基磷灰石;单纯材料组植入丝素蛋白/羟基磷灰石;空白对照组不作任何植入.从大体、影像学、组织学观察比较缺损的修复情况.结果与结论:12周时大体观察、CT、磁共振和组织学检查细胞材料复合组软骨及软骨下骨缺损区完全被软骨组织修复,修复组织与周围软骨色泽相近,支架材料基本吸收,未见明显退变和白细胞浸润,所有标本均未见丝素蛋白残留.单纯材料组缺损区缩小、部分修复,且呈纤维软骨样修复.空白对照组缺损无明显修复.提示复合脂肪间充质干细胞的丝素蛋白/羟基磷灰石修复兔关节软骨及软骨下骨缺损能力优于单纯丝素蛋白/羟基磷灰石材料.丝素蛋白/羟基磷灰石复合脂肪间充质干细胞可形成透明软骨修复动物膝关节全层软骨缺损,重建关节的解剖结构和功能,可作为新型骨软骨组织工程支架.     

多孔丝素蛋白/羟基磷灰石复合脂肪间充质干细胞修复兔关节软骨及软骨下骨缺损

背景：丝素蛋白/羟基磷灰石是细胞立体培养的良好支架,是临床常用的骨缺损修复材料,具有良好的生物相容性。脂肪干细胞具有向骨及软骨细胞分化的潜能,适合骨软骨缺损修复。目的：观察转化生长因子β1和胰岛素样生长因子1联合成软骨诱导脂肪干细胞与丝素蛋白/羟基磷灰石复合后修复兔关节软骨及软骨下骨缺损的效果。方法：取新西兰大白兔56只,2只用于传代培养脂肪间充质干细胞,以3×109L-1浓度接种到丝素蛋白/羟基磷灰石。其余54只新西兰大白兔,在股骨髁间制备软骨缺损模型,随机分为细胞复合材料组、单纯材料组和空白对照组,细胞复合材料组植入复合脂肪间充质干细胞的丝素蛋白/羟基磷灰石;单纯材料组植入丝素蛋白/羟基磷灰石;空白对照组不作任何植入。从大体、影像学、组织学观察比较缺损的修复情况。结果与结论：12周时大体观察、CT、磁共振和组织学检查细胞材料复合组软骨及软骨下骨缺损区完全被软骨组织修复,修复组织与周围软骨色泽相近,支架材料基本吸收,未见明显退变和白细胞浸润,所有标本均未见丝素蛋白残留。单纯材料组缺损区缩小、部分修复,且呈纤维软骨样修复。空白对照组缺损无明显修复。提示复合脂肪间充质干细胞的丝素蛋白/羟基磷灰石修复兔关节软骨及软骨下骨缺损能力优于单纯丝素蛋白/羟基磷灰石材料。丝素蛋白/羟基磷灰石复合脂肪间充质干细胞可形成透明软骨修复动物膝关节全层软骨缺损,重建关节的解剖结构和功能,可作为新型骨软骨组织工程支架。     

温敏性壳聚糖水凝胶复合细胞因子修复兔关节软骨缺损

背景：单独以细胞因子修复软骨缺损时局部很难保持有效浓度,且维持时间非常有限。目的：观察负载基质细胞衍生因子1β、转化生长因子β1温敏性壳聚糖水凝胶修复兔关节软骨缺损的可行性。方法：通过京尼平的交联作用制备温敏性壳聚糖水凝胶,并负载基质细胞衍生因子1β、转化生长因子β1。取24只兔制作双侧膝关节软骨全层缺损模型,随机分为3组：结合组软骨下骨钻孔后以负载基质细胞衍生因子1β、转化生长因子β1的温敏性壳聚糖水凝胶充填软骨缺损,钻孔组行软骨下骨钻孔,对照组不做任何处理。结果与结论：温敏性壳聚糖水凝胶在37℃凝胶时间为3min,结构致密,为多孔三维支架,能缓慢释放基质细胞衍生因子1β、转化生长因子β1。结合组软骨修复在组织细胞形态、超微结构、Ⅱ型胶原含量等方面均明显优于钻孔组和对照组（P〈0.05）。说明负载基质细胞衍生因子1β、转化生长因子β1温敏性壳聚糖水凝胶结合软骨下骨钻孔能有效修复兔膝关节软骨全层缺损。     

微重力三维动态诱导骨髓间充质干细胞复合可注射型支架材料Pluronic F-127修复关节软骨缺损

目的:利用三维动态诱导的同种异体非软骨来源种植细胞,复合可注射型支架材料聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物Pluronic F-127修复关节软骨缺损。方法:实验于2005-06/2006-03在哈尔滨医科大学附属第一医院动物实验中心完成。①选取2个月龄新西兰大白兔27只,3只用于骨髓间充质干细胞的分离,剩余24只随机数字表法分为诱导细胞复合支架组、单纯支架组、空白对照组,8只(16膝)/组。可注射型支架材料Pluronic F-127为白色粉沫状,无味,其水溶液在低温4℃呈液态,37℃形成固态凝胶(sigma公司,产品批号P2443)。②兔麻醉后穿刺抽取胫骨骨髓,分离培养骨髓间充质干细胞,取3代细胞进行实验。③收集细胞,离心成团,分4组不同诱导条件。三维动态培养组:10g/L藻酸钠溶液洗涤并重新悬浮细胞,细胞浓度为5×1010L-1,滴入200mmol/L氯化钙溶液,立即形成藻酸钙凝胶微球,细胞被悬浮固定于球内部,静止5min,取出凝胶微球,置于旋转式细胞培养系统,微重力条件下动态诱导。二维动态培养组:细胞直接接种于旋转式细胞培养系统,微重力条件下动态诱导。三维静态培养组:藻酸钙凝胶微球悬浮细胞接种于培养瓶静态培养。二维静态培养组:细胞直接接种于平面培养瓶静态培养。各组细胞诱导培养2周,制备切片,分别行甲苯胺蓝染色及Ⅰ、Ⅱ型胶原免疫组织化学染色。柠檬酸钠溶液溶解藻酸钙凝胶微球,测定各组胶原和蛋白多糖含量。④各组兔的双膝均制备膝关节全层软骨缺损模型。诱导细胞复合支架组选取诱导分化最佳的骨髓间充质干细胞与25%可注射型支架材料Pluronic F-127在低温下混匀,重悬,细胞终浓度为5×1010L-1,注入股骨内髁软骨缺损区。单纯支架组只将25%Pluronic F-127注入股骨内髁软骨缺损区。空白对照组关节软骨缺损区不作任何处理。各组分别于术后4,8,12,24周取材,大体及镜下观察关节软骨表面缺损修复情况,同时进行组织学评分。结果:24只兔全部进入结果分析。①骨髓间充质干细胞体外诱导培养及鉴定结果:藻酸钠接触钙离子迅速形成透明凝胶微球,有光泽,凝胶微球中的细胞呈球形,核仁清晰,与正常软骨细胞立体结构相似。培养过程中各组细胞甲苯胺兰染色均呈阳性,并表达Ⅱ型胶原,但无明显Ⅰ型胶原表达。②不同体外诱导分化条件下细胞生化指标的表达:三维、二维动态培养组的胶原和蛋白多糖含量均明显高于三维、二维静态培养组,且以三维动态培养组效果最佳[(0.078±0.002),(0.048±0.002),(0.035±0.001)A,P<0.05;(0.111±0.003),(0.069±0.003),(0.058±0.002)A,P<0.05]。③关节软骨缺损修复情况:诱导细胞复合支架组术后12周修复软骨表面光滑,质地坚硬,为透明软骨组织结构,与周围软骨结合紧密,至24周仍保持透明软骨形态;而单纯支架组、空白对照组均未被修复。术后4,8,12,24周,诱导细胞复合支架组关节软骨组织学评分均优于单纯支架组、空白对照组(P<0.05),且术后时间越长,修复效果越佳。结论:微重力条件下三维动态诱导骨髓间充质干细胞可提高分化质量,获得的种植细胞复合可注射型支架材料修复关节软骨缺损能够取得稳定的长期修复效果。     

骨髓间充质干细胞出现软骨细胞表型后与壳聚糖/胶原三维多孔支架的复合培养

背景：体外单层诱导骨髓问充质干细胞转化为软骨细胞后，但仍存在难以长期扩增培养，容易出现去极化的现象。 目的：观察体外诱导骨髓间充质干细胞出现软骨细胞表型后，在自制复合壳聚糖，胶原三维多孔支架上构建组织工程化软骨的特点。 设计、时间及地点：以细胞为对象的单一样本观察，于2006—12／2007—09在首都医科大学细胞与遗传实验室完成。 材料：1岁龄骨骼成熟的健康绵羊。雌雄不拘，体质量20～30kg。 方法：采用密度梯度离心法分离羊骨髓间充质干细胞，体外培养至第3代时，实验组以特定诱导液培养2周，以未经诱导培养的细胞为对照，两组均接种于自制的壳聚糖／胶原三维多孔支架中。 主要观察指标：在相差显微镜和扫描电镜下观察细胞形态、增殖和功能改变情况，Ⅱ型胶原免疫组织化学染色鉴定形成软骨组织的特征。 结果：壳聚糖/胶原接种细胞悬液后，细胞迅速扩散到支架孔隙内，分布均匀，不易脱落，有较好的亲水性和黏附性。实验组细胞在三维立体诱导培养环境中，一直成球状聚集生长，生长旺盛，2周时肉眼即可隐约看见支架孔隙内的细胞团块，4周时则更加明显，甚至向支架表面外向生长。组织学检查发现诱导分化后的细胞分泌大量的细胞外基质，Ⅱ型胶原免疫组织化学染色阳性说明分泌的细胞外基质中含有软骨组织特有的Ⅱ型胶原，形成类似于正常软骨组织的组织工程化软骨。结论：在壳聚糖肢原三维立体诱导培养环境中，骨髓间充质干细胞能够很好的转化为软骨细胞，保持表型不变，继续增殖、代谢以及分泌细胞外基质，形成软骨组织。     

Adeno-associated viral gene transfer of transforming growth factor-beta1 to human mesenchymal stem cells improves cartilage repair

Bone marrow cells are routinely accessed clinically for cartilage repair. This study was performed to determine whether adeno-associated virus (AAV) effectively transduces human bone marrow-derived mesenchymal stem cells (hMSC) in vitro, whether AAV infection interferes with hMSC chondrogenesis and whether AAV-transforming growth factor-beta-1 (TGF-beta1)-transduced hMSC can improve cartilage repair in vivo. Adult hMSC were transduced with AAV-green fluorescent protein (GFP) or AAV-transforming growth factor beta1 (TGF beta1) and studied in pellet cultures. For in vivo studies, AAV-GFP and AAV-TGF-beta1-transduced hMSCs were implanted into osteochondral defects of 21 athymic rats. GFP was detected using fluorescent microscopy. Cartilage repair was assessed using gross and histological analysis at 4, 8 and 12 weeks. In pellet culture, GFP expression was visualized in situ through 21 days in vitro. In vivo GFP transgene expression was observed by in situ fluorescent surface imaging in 100% of GFP implanted defects at 2 , 67% at 8 and 17% at 12 weeks. Improved cartilage repair was observed in osteochondral defects implanted with AAV-TGF-beta1-transduced hMSC at 12 weeks (P=0.0047). These results show that AAV is a suitable vector for gene delivery to improve the cartilage repair potential of human mesenchymal stem cells.     

高密度接种对转化生长因子β1诱导上皮间充质转化的影响**

背景：细胞密度是影响细胞分化状态的因素之一,对于细胞密度在转化生长因子β1诱导 HaCaT 细胞上皮间充质转化中的作用尚缺乏深入研究。目的：观察细胞密度对转化生长因子β1诱导 HaCaT 细胞上皮间充质转化的影响。方法：将HaCaT细胞分别以低密度103/cm2和高密度105/cm2作用48 h,观察细胞形态变化,应用Realtime PCR检测上皮型钙黏蛋白、紧密连接蛋白1和波形蛋白、神经型钙黏蛋白的转录水平,Western blot检测上皮型钙黏蛋白和波形蛋白表达水平。结果与结论：低密度组的 HaCaT 细胞在转化生长因子β1处理48 h 后细胞间隙变大,细胞形态由多角形变为长梭形,高密度组的细胞间隙变大,但形态变化不明显;Realtime PCR 结果显示两组上皮细胞标志物上皮型钙黏蛋白和紧密连接蛋白1的转录均较对照组明显下调(P <0.05),但高密度组没有低密度组下调明显(P <0.05),间充质细胞标志物神经型钙黏蛋白和波形蛋白的转录均较对照组明显上调(P <0.05),而高密度组与低密度组间差异无显著性意义;Western blot 进一步验证了上述上皮型钙黏蛋白和波形蛋白的变化。说明高接种密度抑制转化生长因子β1诱导 HaCaT 细胞上皮间充质转化。     

Dilinoleoylphosphatidylcholine prevents transforming growth factor-beta1-mediated collagen accumulation in cultured rat hepatic stellate cells

Polyenylphosphatidylcholine (PPC), a mixture of polyunsaturated phosphatidylcholines, protects against alcoholic and nonalcoholic liver fibrosis in baboons and rats, respectively. In this study, we assessed the antifibrogenic action of dilinoleoylphosphatidylcholine (DLPC), the main phosphatidylcholine species of PPC, against transforming growth factor-beta1-mediated expression of alpha1(I) procollagen, tissue inhibitor of metallopreoteinase-1 (TIMP-1) and matrix metalloproteinase-13 (MMP-13) in cultured rat hepatic stellate cells (HSCs). In primary culture-activated HSCs, TGF-beta1 up-regulated the alpha1(I) procollagen mRNA level with a concomitant increase in type I collagen accumulation in culture media. Whereas TIMP-1 mRNA levels and TIMP-1 accumulation in media were also increased by TGF-beta1, MMP-13 mRNA expression and MMP-13 concentration in media were not altered. DLPC fully blocked TGF-beta1-induced increase in alpha1(I) procollagen mRNA expression and decreased collagen accumulation in media. Whereas TIMP-1 mRNA level and TIMP-1 accumulation in media were decreased by DLPC, MMP-13 mRNA expression and MMP-13 concentration in media were not changed by this treatment. Palmitoyl-linoleoylphosphatidylcholine (PLPC), the second most abundant component of PPC, had no effect on the concentrations of collagen, TIMP-1, and MMP-13 in HSC culture. We conclude that DLPC prevents TGF-beta1-mediated HSC fibrogenesis through down-regulation of alpha1(I) procollagen and TIMP-1 mRNA expression. The latter effect leads to a decreased accumulation of TIMP-1 that, in the presence of unchanged MMP-13 mRNA expression and MMP-13 concentration, results in a larger ratio of MMP-13/TIMP-1 concentrations in the culture media, favoring collagen degradation and lesser collagen accumulation. This effect of DLPC may explain, at least in part, the antifibrogenic action of PPC against alcoholic and other fibrotic disorders of the liver.     

转化生长因子β1基因转染鼠脂肪间充质干细胞的可行性

背景:脂肪间充质干细胞在转化生长因子β_1等生长因子的调控下可被诱导分化为软骨细胞.然而,外源性转化生长因子β_1存在引起趋化性、激发炎症反应、造成局部损伤、有效成分容易被稀释或丢失、半衰期短、缺少理想的转运蛋白等缺陷.因此,利用基因重组技术,使种子细胞表达转化生长因子β_1,对软骨组织工程的进一步发展具有重要的指导意义.目的:探讨真核表达载体pcDNA3.1-转化生长因子β_1质粒的构建方法,并观察其转染脂肪间充质干细胞的可行性.方法:利用基因重组技术,将大鼠转化生长因子β_1全长基因的PCR产物与克隆载体pT7Blue连接,并用大肠杆菌筛选阳性重组体构建真核表达质粒,采用XboⅠ、Hind Ⅲ双酶切及测序方法对质粒进行鉴定;将已经纯化的pcDNA3.1-转化生长因子β_1质粒和空载体pcDNA3.1质粒分别采用阳离子脂质体试剂LipofectamineTM2000转染脂肪间充质干细胞,经G418抗性筛选后扩大培养,同时用pcDNA3.1-绿色荧光蛋白观察转染效率.结果与结论:重组质粒经XboⅠ、Hind Ⅲ双酶切后出现1.35 bp和5.4 kb 2条带,测序结果显示重组质粒所包含的转化生长因子β_1全长碱基序列完全正确,绿色荧光蛋白显示其转染脂肪干细胞的转染效率> 80%,且转染细胞后有转化生长因子β_1 mRNA和蛋白的表达上调.提示利用基因重组技术可成功构建能转染脂肪间充质干细胞的真核表达载体pcDNA3.1-转化生长因子β_1质粒.     

转化生长因子β1/胰岛素样生长因子1与髓核细胞诱导脂肪间充质干细胞向髓核样软骨细胞分化的比较

背景:以往研究脂肪间充质干细胞培养方式多为单层培养,诱导方式主要集中于细胞因子的方法,而椎间盘体内微环境,除细胞因子对细胞影响外,在其三维环境中细胞间的相互作用还值得进一步研究.目的:在体外分别通过髓核细胞和转化生长因子β1/胰岛素样生长因子1两种条件诱导,观察脂肪间充质干细胞向髓核细胞分化的差异.方法:分别单层培养兔的脂肪间充质干细胞与髓核细胞细胞,脂肪间充质干细胞培养至3代经鉴定后,按5×106个细胞制成微球,置于Transwell培养板中培养,分别通过髓核细胞微球及转化生长因子β1/胰岛素样生长因子1诱导;于诱导前、诱导7,14 d,观察细胞形态变化,并通过RT-PCR对Ⅱ型胶原、蛋白多糖水平进行测定.结果与结论:在体外诱导7,14 d,两组脂肪间充质干细胞微团体积、形态无明显区别.RT-PCR检测结果显示7 d两组与髓核诱导组均有Ⅱ型胶原及蛋白多糖mRNA表达,但转化生长因子β1/胰岛素样生长因子1组表达更强;诱导14 d髓核诱导组Ⅱ型胶原及蛋白多糖mRNA表达明显增高,优于转化生长因子β1/胰岛素样生长因子1组.结果表明,在体外髓核细胞和转化生长因子β1/胰岛素样生长因子1对脂肪间充质干细胞进行诱导均有促进其向髓核细胞分化作用,而转化生长因子β1、胰岛素样生长因子1为正常髓核细胞分泌重要因子,说明髓核细胞对脂肪间充质干细胞的诱导之间除细胞因子作用外,尚存在相互促进增殖分化作用.     

转化生长因子β 1与软骨源性形态发生蛋白1修复关节软骨缺损

背景：研究表明，转化生长因子β1在诱导软骨分化和维持软骨表型上起着重要作用，骨形态发生蛋白具有促进祖母细胞聚集及向软骨细胞的分化，使去分化的软骨细胞重新恢复表型。目的：验证转化生长因子β1与软骨源性形态发生蛋白1在修复关节软骨缺损中的作用。设计：分组对照动物实验。材料：软骨源性形态发生蛋白1、转化生长因子β1为PEPROTECH公司产品；健康4-6个月青紫蓝兔30只。 方法：选用青紫蓝兔30只，共60个关节，相同方法制备关节软骨直径4mm的全层软骨缺损模型，随机分成3组，每组20个关节。转化生长因子B1组、注射软骨源性形态发生蛋白1组、生理盐水对照组，分别于术后2～6周关节腔内相应注射100ug／L转化生长因子β1、100μg／L软骨源性形态发生蛋白1和生理盐水各1mL，1次，周。主要观察指标：分别于术后12周，在各组动物软骨缺损区取材，行大体观察、光镜观察及大体评分和组织学评分。结果：大体及组织学观察显示：转化生长因子β1组修复组织高度、质地、颜色接近于正常软骨。缺损处被成熟、新生类软骨细胞修复，排列较整齐，与软骨下骨结合紧密。软骨源性形态发生蛋白1组与转化生长因子β1组基本一致。生理盐水对照组修复组织覆盖面积、高度不完全，质韧不透明。大体评分和组织学评分表明：转化生长因子β1组和软骨源性形态发生蛋白1组修复结果良好，两组之间差异显著性意义（P〉0．05），均优于生理盐水对照组（P〈0．05）。结论：转化生长因子β1、软骨源性形态发生蛋白1都具有较强的修复软骨能力，是修复关节软骨缺损的良好的生长因子，而软骨源性形态发生蛋白1较转化生长因子β1价格较低，无骨软骨赘和正常关节软骨的退变，在临床应用及基础研究更为理想。     

转化生长因子β1基因修饰成骨细胞复合仿生基质材料治疗骨缺损

背景：通过分子生物学技术与组织工程技术相结合以修复骨缺损，是骨科当前重要的研究方向之一。转化生长因子β1作为重要的骨形成因子，在骨代谢和骨损伤修复中发挥着极为重要的作用。 目的：观察转化生长因子βl基因修饰的成骨细胞复合仿生基质材料修复鼠胫骨骨缺损的治疗效果。 设计：随机对照实验。 单位：华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科。 材料：实验于2003-03／08在华中科技大学同济医学院附属协和医院完成。选用健康SD大鼠20只，雌雄不限，由华中科技大学同济医学院实验动物中心提供。 方法：将转化生长因子βl基因转染的成骨细胞与涂覆多聚赖氮酸的聚DL乳酸仿生基质材料复合，植入鼠胫骨骨缺损模型，术后摄X射线片和组织学检查观察修复情况。 主要观察指标：术后4，8周X线摄片和组织学检查情况。 结果：20只SD大鼠均进如结果分析，无脱失。①实验组：4周时X线片可见骨痂形成，组织学观察有类骨组织和新骨形成，成骨细胞贴附于基质材料表面。8周时缺损基本修复，新骨密度与自体骨接近。②对照组：4周时X线片未见骨痂形成，组织学观察没有类骨组织形成，基质材料表面成骨细胞贴附较少，材料腔隙中有大量淋巴细胞浸润。8周时植入材料基本吸收，为纤维组织替代。 结论：将分子生物学和组织工程学结合修复骨缺损，获得理想的治疗效果。     

转化生长因子β1基因修饰成骨细胞复合仿生基质材料治疗骨缺损

背景:通过分子生物学技术与组织工程技术相结合以修复骨缺损,是骨科当前重要的研究方向之一。转化生长因子β1作为重要的骨形成因子,在骨代谢和骨损伤修复中发挥着极为重要的作用。目的:观察转化生长因子β1基因修饰的成骨细胞复合仿生基质材料修复鼠胫骨骨缺损的治疗效果。设计:随机对照实验。单位:华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科。材料:实验于2003-03/08在华中科技大学同济医学院附属协和医院完成。选用健康SD大鼠20只,雌雄不限,由华中科技大学同济医学院实验动物中心提供。方法:将转化生长因子β1基因转染的成骨细胞与涂覆多聚赖氨酸的聚DL乳酸仿生基质材料复合,植入鼠胫骨骨缺损模型,术后摄X射线片和组织学检查观察修复情况。主要观察指标:术后4,8周X线摄片和组织学检查情况。结果:20只SD大鼠均进如结果分析,无脱失。①实验组:4周时X线片可见骨痂形成,组织学观察有类骨组织和新骨形成,成骨细胞贴附于基质材料表面。8周时缺损基本修复,新骨密度与自体骨接近。②对照组:4周时X线片未见骨痂形成,组织学观察没有类骨组织形成,基质材料表面成骨细胞贴附较少,材料腔隙中有大量淋巴细胞浸润。8周时植入材料基本吸收,为纤维组织替代。结论:将分子生物学和组织工程学结合修复骨缺损,获得理想的治疗效果。